2 温度传感器和光传感器非接触式红外测温仪非接触式红外测温仪 由于由于物体的温度物体的温度不同，发射红外线的不同，发射红外线的情况也不同，因此利情况也不同，因此利用红外线敏感元件可用红外线敏感元件可以实现无接触测温以实现无接触测温1.1.了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关了解光控开关电路及控制原理，会组装光控开关. .2.2.了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器了解温度报警器及控制原理，会组装温度报警器. .3.3.通过实验的方法，更为深入地认识传感器的应用通过实验的方法，更为深入地认识传感器的应用. .温度传感器温度传感器双金属片温度传感器双金属片温度传感器热敏电阻温度传感器热敏电阻温度传感器用温度传感器可以把温度转换为电信号用温度传感器可以把温度转换为电信号.测温元件可以测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等是热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等.电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读电信号可以远距离输送，因而温度传感器可以远距离读取温度取温度.1.1.双金属片温度传感器：双金属片温度传感器： 原理原理: :热胀冷缩热胀冷缩将两种膨胀系数差别较大的不同金将两种膨胀系数差别较大的不同金属片焊接在一起，常温下两触点分属片焊接在一起，常温下两触点分离离. .温度升高，两种金属膨胀性能温度升高，两种金属膨胀性能不同，双金属片形状发生变化，使不同，双金属片形状发生变化，使触点接触触点接触. .电热水器双金属热保护器电热水器双金属热保护器 双金属温度计双金属温度计2.2.金属热电阻金属热电阻（2 2）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而）特性：金属热电阻的阻值会随着温度的升高而_，具有正温度系数，具有正温度系数（1 1）材料：金属热电阻是用金属做成的）材料：金属热电阻是用金属做成的RTO金属热电阻金属热电阻R-TR-T关系示意图关系示意图增大增大金属热电阻的应用金属热电阻的应用金属导体的导电性能随温度升高而降低金属导体的导电性能随温度升高而降低金属导体与半导体材料的导金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系有电性能与温度的变化关系有何不同？何不同？思考与讨论：思考与讨论：常常温温下下两两触触点点是是接接触触还还是是分分离离？温温度度过过高高时时双双金金属属片片将怎样作用？将怎样作用？如何用调温旋钮来升高或降低电熨斗的工作温度？如何用调温旋钮来升高或降低电熨斗的工作温度？电熨斗的构造电熨斗的构造调温旋钮调节升降螺丝，调温旋钮调节升降螺丝，升降螺丝带动弹性铜片升升降螺丝带动弹性铜片升降，从而改变触点接触的降，从而改变触点接触的难易，达到控制不同温度难易，达到控制不同温度的目的的目的.3.3.热敏电阻热敏电阻热敏电阻的阻值会随着温热敏电阻的阻值会随着温度的升高而度的升高而_，具有，具有负温度系数负温度系数热敏电阻热敏电阻R-TR-T关系示意图关系示意图RTo减小减小（2 2）特性：）特性：（1 1）材料：半导体）材料：半导体 例例1 1：如图是一个温度传感器的原理示意图，：如图是一个温度传感器的原理示意图，R Rt t是一个热敏电阻（热敏电阻阻值随温度的升高而降是一个热敏电阻（热敏电阻阻值随温度的升高而降低）低）. .试说明传感器是如何把温度值转换为电信号的，试说明传感器是如何把温度值转换为电信号的，电压表的示数怎么变化？电压表的示数怎么变化？V Vt tR Rt tR RE rE r温度升高或降低导致温度升高或降低导致R Rt t阻值发生变阻值发生变化，使电路中电流也发生变化，化，使电路中电流也发生变化，导致导致R R上的电压也发生改变，因此上的电压也发生改变，因此电压表读数将会发生变化，从而电压表读数将会发生变化，从而就将温度的变化转换为电信号就将温度的变化转换为电信号. .演示实验：将热敏电阻和多用表的欧姆挡相连，把热敏演示实验：将热敏电阻和多用表的欧姆挡相连，把热敏电阻放到盛水的杯中，向杯里倒入热水电阻放到盛水的杯中，向杯里倒入热水.热敏电阻和金属热电阻热敏电阻和金属热电阻根据演示实验回答问题：根据演示实验回答问题：（1 1）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关）金属导体与半导体材料的导电性能与温度的变化关系是否相同？系是否相同？（2 2）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？）热敏电阻和金属热电阻各有哪些优缺点？ （3 3）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转换为什么量）热敏电阻和金属热电阻能够将什么量转换为什么量？（4 4）随着热水倒入多少的不同，欧姆表有何变化？随着热水倒入多少的不同，欧姆表有何变化？（1 1）金属导体与半导体材料的导电性能随温度变化的关系）金属导体与半导体材料的导电性能随温度变化的关系不相同不相同. .金属导体的导电性能随温度升高而降低，半导体材金属导体的导电性能随温度升高而降低，半导体材料的导电性能随温度升高而升高料的导电性能随温度升高而升高. .（2 2）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较）热敏电阻灵敏度高，但化学稳定性较差，测量范围较小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏小；金属热电阻的化学稳定性较好，测量范围较大，但灵敏度较差度较差. .（3 3）热敏电阻和金属热电阻能够将温度这个热学量转换为）热敏电阻和金属热电阻能够将温度这个热学量转换为电阻这个电学量电阻这个电学量. .（4 4）随着水温升高，多用表的指针偏角逐渐变大）随着水温升高，多用表的指针偏角逐渐变大二、常用的传感器部件二、常用的传感器部件. .光敏电阻：光敏电阻：（1 1）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体）材料：制作光敏电阻的材料一般为半导体. .如：硫化镉如：硫化镉（2 2）特性：）特性：光敏电阻对光敏感光敏电阻对光敏感. .当改变光照强度时，电阻的大小也随当改变光照强度时，电阻的大小也随着改变着改变. .电阻值一般会随着光照强度的增大而减小电阻值一般会随着光照强度的增大而减小. .2.2.光敏传感器部件光敏传感器部件3.3.光敏传感器光敏传感器光照情况光照情况受光表面暴露受光表面暴露电阻值的情况电阻值的情况手遮盖受光表面手遮盖受光表面电阻小电阻小电阻大电阻大光敏电阻光敏电阻电阻随光照的增强而减小电阻随光照的增强而减小(1)(1)光敏电阻的电阻率与光照强度有关光敏电阻的电阻率与光照强度有关. .(2)(2)光敏电阻受到光照时电阻会变小光敏电阻受到光照时电阻会变小. .硫化镉是一种半导硫化镉是一种半导体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着体材料，无光照时，载流子极少，导电性能不好；随着光照增强，载流子增多，导电性能变好光照增强，载流子增多，导电性能变好. .(3)(3)光敏电阻能够将光学量转换为电阻这个电学量光敏电阻能够将光学量转换为电阻这个电学量. .(4)(4)随着光照强度的增大，多用表的指针偏角逐渐变大随着光照强度的增大，多用表的指针偏角逐渐变大. .光敏电阻工作原理：光敏电阻工作原理：光照增强光照增强 半导体材料中的载流子（自由电子半导体材料中的载流子（自由电子和空穴）浓度增加和空穴）浓度增加 材料的电阻率减小材料的电阻率减小以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其工作原理简述其工作原理. .报警器带孔的罩子内装有发光二极管报警器带孔的罩子内装有发光二极管LEDLED、光电三极、光电三极管和不透明的挡板平时，光电三极管收不到管和不透明的挡板平时，光电三极管收不到LEDLED发发出的光，呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有出的光，呈现高电阻状态烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小与传感器连接的电路便可以检测出这种变阻变小与传感器连接的电路便可以检测出这种变化，就会发出警报化，就会发出警报光控继电器的工作原理是光控继电器的工作原理是: :当照射光敏电阻时当照射光敏电阻时, ,(1)(1)光敏电阻的阻值光敏电阻的阻值 ( (选填选填“变大变大”或或“变小变小”) )； (2) (2) 被控电路被控电路 ( (选填选填“接通接通”或或“断开断开”).).光光控控设设备备光光敏敏电电阻阻光光照照放放大大器器M MN N N N被被控控电电路路电源电源变小变小接通接通光敏电阻的应用光敏电阻的应用 ：用如图所示的电磁继电器设计一个由光：用如图所示的电磁继电器设计一个由光敏电阻来控制路灯的实验电路敏电阻来控制路灯的实验电路.要求是：光暗时灯亮，光亮要求是：光暗时灯亮，光亮时灯灭时灯灭.可供选择的器材如下：光敏电阻、学生电源、电磁可供选择的器材如下：光敏电阻、学生电源、电磁继电器、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线继电器、滑动变阻器、定值电阻、开关、导线.（如有需要（如有需要可以自行添加所需器材）可以自行添加所需器材）解析：解析：光敏电阻受到光照射时电阻变小，将光敏电光敏电阻受到光照射时电阻变小，将光敏电阻、学生电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器阻、学生电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的的a a、b b端，如图所示端，如图所示ecab220V将交流电源与路灯接入将交流电源与路灯接入c c、e e之间之间. .光暗时，光敏电阻的阻值大，光暗时，光敏电阻的阻值大，abab间电流小，磁性间电流小，磁性弱，弱，cece处闭合，灯亮处闭合，灯亮. .光亮时，光敏电阻的阻值小，光亮时，光敏电阻的阻值小，abab间电流大，磁性间电流大，磁性强，吸住衔铁，电路强，吸住衔铁，电路cece处断开，灯灭处断开，灯灭. .【例【例2 2】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和】如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图行程的装置示意图.A.A为光源，为光源，B B为光电接收器，为光电接收器，A A、B B均固均固定在车身上，定在车身上，C C为小车的车轮，为小车的车轮，D D为与为与C C同轴相连的齿轮同轴相连的齿轮. .车车轮转动时，轮转动时，A A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被冲光信号，被B B接收并转换成电信号，由电子电路记录和显接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示示. .若实验显示单位时间内脉冲数为若实验显示单位时间内脉冲数为n n，累计脉冲数为，累计脉冲数为N N，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是是 ，小车速度的表达式为小车速度的表达式为v=v= ；行程的表达式为行程的表达式为s=s= . .车轮半径车轮半径r r和齿轮齿数和齿轮齿数p p1.1.温度传感器：温度传感器：感温敏感元件有热双金属片、热电阻、热敏电阻等感温敏感元件有热双金属片、热电阻、热敏电阻等. .2.2.光传感器：光传感器：应用广泛，自动门、非触摸式自动水龙头、火灾应用广泛，自动门、非触摸式自动水龙头、火灾报警器、光电式转速表、光控开关，鼠标等，注报警器、光电式转速表、光控开关，鼠标等，注意分析其原理意分析其原理. .1.1.计计算算机机光光驱驱的的主主要要部部件件是是激激光光头头，它它可可以以发发射射脉脉冲冲激激光光信信号号，激激光光扫扫描描光光盘盘信信息息时时，激激光光头头利利用用光光敏敏电电阻阻自自动动计计数数将将反反射射回回来来的的脉脉冲冲信信号号传传输输给给信信号号处处理理系系统统，再再通通过过计计算算机机显显示示出出来来相相应应的的信信息息. .光光敏敏电电阻阻的的自自动动计计数数示示意意图图如如图所示，图所示，信号信号处理处理系系统统R R2 2R R1 1激光激光其其中中R R1 1为为光光敏敏电电阻阻，R R2 2为为定定值值电电阻阻，此此光光电电计计数数器器的的基基本本工作原理是（工作原理是（ ) )A.A.当有激光照射当有激光照射R R1 1时，处理系统获得高电压时，处理系统获得高电压B.B.当有激光照射当有激光照射R R1 1时，处理系统获得低电压时，处理系统获得低电压C.C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次信号处理系统每获得一次高电压就计数一次答案：答案：ADAD2.2.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如图所示电路中接入如图所示电路中A A、B B两点后，用黑纸包住元件两点后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法正确的下列说法正确的是（是（ ）A AB BA.A.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻化较大，这只元件一定是热敏电阻B.B.置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻变化，这只元件一定是定值电阻C.C.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D.D.用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示用黑纸包住与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻数相同，这只元件一定是定值电阻答案：答案：ACAC昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用. 凯里昂